Analysis on Observing Results ofVacuum Degree in Soft Groundby Vacuum-Surcharge Preloading

This paper analyzes the observing results of vacuum degree in the the Jialichen bridge-head experimental site .The cause of vacuum degree developing below groundwater table is pointed out. The influence of vacuum degree above the ground water table on pore water pressure is discussed. The results show that vacuum degree decreases along the depth because resistance. The resistance in the PVDS is lowest, in the silt is highest. Vacuum degree below groundwater table is produced mainly by dewatering or by escaping of sealed air from the end of flexible pipe. Vacuum degree above the ground water table in the sand drains makes great effect on pore water pressure. In the silt the pore water pressure does not change with the variation of vacuum degree under membrane in a short time.

真空预压条件下的砂井地基Hansbo固结解

结合真空预压时的实际边界条件,引入负压沿砂井的线性衰减分布模式,将Hansbo砂井地基径向固结理论推广到真空预压(负压)情况,并与现有的董志良解及Indraratna解进行比较,以验证其正确性。结果表明,3种解析解得到的任意时刻径向固结度Ur的关系为:本文解>董志良解>Indraratna解。当时间因素Th≤0.5时,三者间相对误差较大,但绝对误差很小,随着时间的增长(Th>0.5),误差逐渐减小。本文解较Indraratna解更接近较为严密的董志良解,且本文解形式简单,利于工程推广应用。当不考虑井阻作用时,3种解析解均可简化为负压条件下的无井阻固结Hansbo解。

考虑Hansbo渗流的砂井地基径向固结分析

由于饱和软土中的渗流往往与Darcy定律有较大的偏差,引入Hansbo渗流方程描述这种非Darcy渗流特性,忽略井阻和涂抹效应,修正了传统砂井地基径向固结方程,并用有限差分法进行数值求解,探讨了Hansbo渗流参数的影响.计算结果表明,在Hansbo渗流模式下,砂井地基的孔压消散速度和径向固结速率都会变慢,而且地面超载越小或影响区半径越大,同一时刻的径向固结度越小于基于Darcy渗流的传统砂井地基径向固结理论值.

考虑Hansbo渗流的砂井地基大变形固结问题

基于Gibson大变形固结理论,通过引入Hansbo渗流模型和软黏土非线性变形特性,同时考虑土层的沉积效应,分别建立了以孔隙比e和超孔压u表示的砂井地基大变形固结方程。通过与已有研究成果的对比,验证了本文方法的可靠性和砂井地基大变形固结方程两种描述方式的等效性。通过FlexPDE得到方程的数值解,在此基础上,研究了砂井地基大、小应变固结理论与Barron固结解的差异性,探讨了Hansbo渗流参数m和I1对砂井地基固结的影响,最后对比分析了砂井地基轴对称固结、径向固结和竖向一维固结的关系。研究结果表明:考虑Hansbo渗流的砂井地基非线性大变形固结模型的固结速率最慢,且在固结后期,Hansbo渗流时大、小应变固结与Barron固结的平均固结度基本趋近;随着Hansbo渗流参数m和I1的逐渐增大,砂井地基的固结速率逐渐降低;随着砂井影响半径的增大,砂井地基轴对称固结与径向固结的差异性也越来越大,且在固结早期会出现一维竖向固结速率高于轴对称固结和径向固结的现象。

考虑指数渗流的砂井地基弹黏塑性固结分析

为深入探究饱和黏土地区砂井地基的固结机制,在Barron自由应变假定下,引入考虑时间效应的统一硬化(unified hardening,UH)模型描述土骨架的变形非线性关系,同时引入指数渗流方程代替Darcy定律,并考虑渗透系数变化及涂抹效应的影响,研究了土体非线性、施工扰动及外载荷等因素对砂井地基非线性固结过程的影响规律。结果表明:由于土体的黏滞效应,在加载前期,砂井地基不排水边界附近孔压出现升高现象,且考虑非Darcy渗流时上述现象更加明显,砂井地基固结速率也愈加缓慢。此外,涂抹区渗透系数的减小显著降低了砂井地基整体孔压消散速率,而外载荷的增大却加快了地基的固结进程。

深厚软土未打穿砂井超载预压地基孔隙水压力消散规律分析

针对深厚软土未打穿砂井地基 ,考虑了井阻、涂抹及土体结构损伤破坏对固结的影响 ,将砂井区三维固结向一维固结等效转化的计算方法作了改进 ;给出了单面排水多级等速加、卸载条件下双层地基的超静孔隙水压力计算公式 ;将砂井区连同下卧层连在一起作为双层地基 ,分析了某机场跑道砂井超载预压地基的孔隙水压力消散规律。

真空—堆载联合预压加固软基简化计算方法

在深入了解真空预压机理和砂井地基固结理论的基础上 ,根据固结度等效的原则 ,推导了与单井固结理论等效的成层均质地基等效渗透系数 ,从而将复杂砂井地基转化为无砂井成层地基 ,以达到简化计算的目的 ,并结合真空—堆载联合预压的加固特点 ,提出一种简化的真空—堆载联合预压法的有限元计算方法 ,并结合工程实例对简化方法的可靠性进行了研究 ,通过与实测资料和常规砂井地基有限元计算值对比 ,表明该简化方法具有较高的准确性 ,可方便地应用于工程设计和实践。

考虑固结参数变化时砂井地基的非线性径向固结

传统的砂井地基径向固结理论基于小应变理论,所以假设固结过程中体积压缩系数mv和水平渗透系数kh为常数。然而,固结过程中的mv和kh均随孔隙比e的减小而呈非线性变化。在Hansbo理论基础上,引入普遍压缩方程和普遍渗透性变化方程来分别表示正常固结土的e-σ′和e-kh的非线性变化关系,得到砂井地基非线性径向固结解,并与前者进行对比分析,探讨了非线性固结参数λ和加荷比△p/σ0′对固结过程的影响。结果表明:λ和△p/σ0′是控制砂井地基非线性径向固结过程的两个重要因素。

未打穿砂井地基固结理论计算分析

利用平均固结度普遍解,将未打穿砂井地基转化为等效双层地基,给出其一维固结的解析解,求出未打穿砂井地基的平均固结度。根据所给出解、现有解和有限单元法,编制程序,绘制了贯入比ρw值对固结影响曲线图,对各种求解未打穿砂井地基平均固结度的方法展开评估。研究表明,所给出解能较好地反映不同排水条件下未打穿砂井地基中总平均固结度–竖向固结时间因子(U-Tv)曲线变化情况,适合于工程应用。

初始孔压非均布条件下涂抹区渗透系数变化的砂井地基固结解

考虑初始孔压非均布条件和涂抹区渗透系数变化的砂井地基固结问题,推导了基于等应变假设的固结控制方程,得到一般解。然后根据实际工程中可能出现的情况建立了5种渗透系数变化模式,同时考虑初始孔压非均布条件的4种分布,在一般解基础上得到这20个问题相应的固结解,现有等应变条件下的砂井地基固结解是本文的特例。通过计算研究这两种因素共同作用下砂井地基固结性状的情况,结果表明:固结最快的是初始孔压为倒三角形分布、涂抹区渗透系数变化为模式2的情况;固结最慢的是初始孔压为正三角形分布、涂抹区渗透系数变化为模式4的情况。

起始水力梯度对真空预压下砂井地基固结过程的影响

针对粘土中孔隙水渗流存在起始水力梯度的现象,将考虑起始水力梯度的非Darcy渗流方程引入传统的砂井固结理论对其进行修正,并给出了真空预压下砂井地基固结近似解。探讨起始水力梯度对真空预压下砂井地基固结过程的影响,包括渗流前锋面的运动规律、孔隙水压力的分布变化规律和平均固结度的变化规律。结果表明,由于存在起始水力梯度,会延缓真空压力的传播,进而影响孔隙水的渗流和整个土层的固结速度。起始水力梯度越大,滞后现象越明显。此外,起始水力梯度的存在将使平均孔隙水压力逐渐趋于某一稳定值,但无法达到真空压力,所以最终平均固结度将小于100%,且其值随起始水力梯度的增大而减小。

未打穿砂井地基下卧层固结度分析

针对未打穿情况的砂井地基 ,提出了砂井区三维固结向单层土层的一维固结等效时 ,等效土层厚度应由井距来控制这一思想。并基于此 ,改进了半排水法和双层地基法在砂井 (未打穿砂井 )固结理论中的应用。所得结果与有限元分析进行了对比 ,在分析深厚下卧软土层的固结特性和沉降规律方面 ,得到了一些有用的结论以供设计参考 ,指导实际工程。

未打穿砂井地基下卧层固结研究分析

利用平均固结度普遍解,将未打穿砂井地基转化为等效双层地基,给出了下卧层一维固结解析解,进而求出下卧层的平均固结度。根据该解和现有解,编制计算机程序,给出了几幅考虑c值和土性参数对固结的影响曲线图,评估各解的适用性。研究表明,该解满足工程要求,特别是在PTPB排水条件下能够较好地反映Uz-Tv曲线的真实变化。

砂井联合超载预压控制软土地基路基工后沉降的优化设计

以经济效益为目标函数,软土地基路基工后沉降、沉降速率双控制指标为约束条件,建立了砂井联合超载预压处理软土地基的优化设计模型。通过一实例,采用遗传算法对控制工后沉降的3个主要设计参数:砂井间距、超载量和预压时间进行了优化求解。按优化的参数结果表明,通常情况下铺轨时加固区主固结沉降已完成,地基的工后主固结沉降大小主要取决于砂井底部的受压土层,控制的主要参数为超载量和预压时间,同时表明了作者所采用方法的有效性。

考虑土结构性影响的砂井地基固结度计算

基于软土结构性分析 ,提出了固结系数分段模型 ,同时给出了考虑土结构性影响的瞬时加载砂井地基固结度的计算方法 ,使计算分析趋于合理。算例表明 ,土结构性对砂井地基固结性状影响明显。

组合单元法在砂井地基有限元分析中的应用

针对砂井地基的平面应变有限元分析,本文首次将组合单元法引入到砂井地基的分析中,提出砂墙组合单元。该单元对常规等参元进行改进,在单元内部同时考虑砂井的涂抹作用和井阻作用,从而克服了常规有限元法在计算砂井地基时单元数和节点数过多的缺点。将砂墙组合单元加入USAP有限元计算软件,工程算例分析结果表明:与已有的各砂井地基的平面应变解答和荷兰的基础工程有限元分析软件PLAXIS相比,解答合理并有效地考虑砂井的涂抹作用和井阻作用;与常规有限元法相比,在保证计算精度的前提下,减少了可观的单元数和节点数,降低了计算的工作量。

砂井地基固结过程的监测与分析

采用沉降板、分层沉降仪、孔隙水压力计等仪器,对路基分层填筑过程中砂井地基的固结规律进行监测,保证了路基的安全填筑。将非线性弹性本构关系引入Biot固结理论有限元程序,把砂井地基等效为砂墙,采用中点增量法研究施工过程中地基沉降与孔隙水压力消散的规律,其计算参数由室内三轴试验确定。研究结果表明:采用非线性弹性模型计算的孔隙水压力峰值和沉降量均大于弹性模型计算值,能模拟在分级加载过程中砂井地基的沉降和孔隙水压力消散的规律;泊松比对非线性模型的孔压变化趋势影响不大,但沉降量随泊松比的增大而减小;只有当渗透系数发生数量级改变时,才引起孔压的明显变化。

塑料排水板处理临江软基效果数值模拟

利用塑料排水板处理软土地基是比较有效的方法之一。结合南京浦口滨江大道工程,在Plaxis中建立模型,模拟了塑料排水板处理临江软基的作用效果。计算中采用了2种常用的塑料排水板等效方法:一是把塑料排水板等效为Plaxis自带的排水线模型,二是把塑料排水板等效为砂墙模型,对2种模型的计算结果进行了对比分析,并与实际监测结果进行了对照。通过比较激活与不激活排水板2种情况下软基中超孔隙水压的的消散情况,研究了排水板在处理临江软基中的效果,铺设排水板可以大大加快地基沉降固结的速度,缩短堆载预压时间。

砂井排水法在镇江电厂三期干煤棚工程中的应用

基于轴对称单井理论,将砂井打设所导致整个地基竖向渗透性增强的影响等效在太沙基单向固结方程的渗透系数上,确定出地基的竖向等效渗透系数,从而将砂井地基转换成无砂井地基的固结排水问题。这样对整个土基进行真三维固结的有限元分析就可以预测砂井地基固结排水所导致的不均匀沉降、土体侧向变形以及土体内的孔压消散,最后,通过某工程实例验证了该方法的有效性。

砂井地基固结的概率特性

基于砂井地基固结对固结系数的敏感性分析 ,得出了砂井地基固结概率分析的简化方法 ;推导了砂井地基固结度概率特征值的计算公式 ;研究了砂井地基固结的概率设计方法 。